第一篇设计资料
1. 某单层单跨工业厂房，跨度18m，长度102m。
2. 厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度C20，上柱截面尺寸400×400mm，钢屋架支承在柱顶。
3.吊车一台150T，一台30T，中级工作制桥式吊车（软钩），吊车平台标高+12.000m。
4. 荷载标准值：
（1）永久荷载：
屋面材料自重0.8KN/ m2
屋架（包括支承）自重按经验公式0.12+0.011L kN/m2
（2）可变荷载：
屋面活载标准值：0.5kN/m2
雪荷载标准值：0.55N/m2
积灰荷载标准值：0.4KN/ m2
(3,)风荷载：β=1.0 基本风压： 3.0KN/ m2
5.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度1:10)。
图1：屋架形式及几何尺寸
6.钢材选用Q235钢，角钢、钢板各种规格齐全，有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。
7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装设备。
第二篇设计计算
一、屋架支撑系统的设置
屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。在本设计中，屋架支撑系统设计如下：
1.1 厂房柱距6m,屋架间距取为6米。
1.2 在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。房屋长度较大，为增加屋盖的刚性，在长度方向正中间的柱间加设一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑，使其两端横向支撑间距小于60m，。
1.3 厂房内有吊车，高度较高，为满足对房屋整体刚度的要求，设置纵向支撑，设置在屋架下弦平面。
1.4 在屋架中和两端各布置一道垂直支撑。垂直支撑的形式根据高度与柱距的比值确定。在此屋架结构中，h/l=3085/6000=0.50，故取如下图垂直支撑形式。
垂直支撑图样
1.5 在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。
屋架支撑系统设置如图2所示。
二、杆件内力的计算
先定出屋架所有杆件的尺寸，画出屋架示意图如图3。
1990
1350
229025902890
2613
28
64
31
24
25
30
2864
3124
1507.51507.51507.51507.51507.5150
7.5150
A a
c e
g
B
C D F
G
图3 屋架几何尺寸图
三、荷载计算与组合
按屋面做法，已知各荷载标准值算出永久荷载设计值；按屋面活载及雪荷载两者中取最大值的原则，算出可变荷载的设计值。计算列表进行。
荷载汇集表 序号 荷载名称
标准值kN/m 2 设计值kN/m 2 备注
永久荷载
1
0.8 0.96
永久荷载分项系数1.2 2
屋架（包括支承）自重 0.318 0.382 总 重 G
1.118 1.342 可变荷载
3 屋面活载标准值 0.5 0.7 可变荷载分项系数1.
4 8,9中取较大值 4 雪荷载标准值 0.5
5 0.77 5
积灰荷载标准值 0.4 0.56 总 重P
1.45
2.03
3.2 荷载组合
按三种情况进行组合：
⑴全跨永久荷载+全跨可变(如图a)
N F F P k 348.3027.18078.12=+=+=活恒
⑵全跨永久荷载+半跨可变荷载（如图b ）
N P P k 348.301==
N F P k 078.122==恒 ⑶全跨屋架支承自重+半跨屋面板重+半跨可变荷载重（如图b ）
N F F P k 348.3091.26438.33=+='+'=活恒
N F P k 438.34='=恒
其中分别计算出作用于屋架上弦的结点荷载设计值，即
KN s a G F 078.1265.1342.1=??=??=恒
KN s a g F 438.365.10.382'
=??=??=恒
KN s a p F 27.1865.103.2=??=??=活
KN s a p F 91.2665.1)96.003.2(=??+=??'='活
式中：
a ——节间长度
b ——屋架长度
G ——永久荷载总重 p ——可变荷载总重 g ——屋架、支撑自重
p ＇——屋面板重+可变荷载总重
a 种荷载组合屋架受力图
b种荷载组合屋架受力图
第三种荷载组合的设计值比第一、二种荷载组合都要小，所以不起控制作用。
2.3 内力计算
各种荷载组合下，屋架杆件内力计算，计算P=1分别作用在左右跨、全跨时个杆件产生的内力，得到单位节点荷载作用下各杆的内力系数，其他荷载组合可按下表进行杆件内力的计算，只有当左右半跨内力系数的正负号不同时，第二种荷载组合才可能起控制作用。
屋架杆件内力组合表
杆件名称
内力系数（P=1）第一种组合第二种组合
计算内力全跨左半跨右半跨
P=58.518kN
P1=58.518kN
P2=35.838kN
P×①
P1×②＋
P2×③
P1×③＋
P2×②
①②③KN KN KN KN
上弦杆AB 0 0 0
0 0 0 0
BC -6.221 -4.371 -1.85
-207.624 -154.995 -108.937 -108.937
CD -6.221 -4.371 -1.85
-207.624 -154.995 -108.937 -108.937
DE -8.993 -5.636 -3.357
-315.751 -211.587 -169.95 -169.95
EF -8.993 -5.636 -3.357
-315.751 -211.587 -169.95 -169.95
FG -9.102 -4.551 -4.551
-319.579 -193.081 -193.081 -193.081
下弦杆ac 3.47 2.537 0.933
121.8342 88.26165 58.95657 121.8342
ce 7.962 5.325 2.637
279.552 193.4528 144.343 279.552
eg 9.279 5.312 3.967
325.7934 209.122 184.5489 325.7934
斜腹杆aB -6.502 -4.754 -1.748
-228.29 -165.387 -110.467 -110.467
Bc 4.739 3.158 1.581
166.3902 114.9343 86.12251 166.3902
cD -3.382 -1.862 -1.52
-118.745 -74.8665 -68.6182 -68.6182
De 1.884 0.54 1.344
66.1488 32.62075 47.30983 66.1488
eF -0.69 0.615 -1.305
-24.2262 2.90223 -32.1762 2.90223
Fg -0.462 -1.632 1.17
-16.221 -35.3967 15.79586 15.79586
竖腹杆Aa -0.5 -0.5 0
-17.5554 -15.174 -6.039 -6.039
Cc -1 -1 0
-35.1108 -30.348 -12.078 -12.078
Ee -1 -1 0
-35.1108 -30.348 -12.078 -12.078
Gg 0.812 0.406 0.406
28.5102 17.22496 17.22496 28.5102
三、杆件截面设计
图4 屋架杆件内力图
3.1 节点板厚选择
支座斜杆最大内力设计值N=-110.467KN ，经查表：选取中间节点板厚t=8mm ，支座结点板厚t=10mm 。 3.2 上弦杆（压弯构件）
（1）整个上弦杆采用同一截面，免去不同截面杆件间的拼接。截面按受力最大的部位F-G 节间选用，最大内力为：kN N 081.193max -=
计算长度：
屋架平面内取节点中心间轴线长度： l 0x =l=150.8cm
屋架平面外根据屋盖支撑布置和上弦杆内力变化，取 l 0y =2l=301.6cm 方案（一）
设λ=80，查附表1.20得?=0.688，需要的截面特性
2205.131305)215688.0/(193081/cm mm f N A ==?==?
cm l i x ox x 89.180/8.150/===λ,cm l i y oy y 35.380/6.301/===λ
根据需要的,,x y A i i ，查型钢表（附表2.3），选用2∟100×80×6不等边角
钢，短边相连，截面特性为：A=21.274cm 2
, x i =2.40cm, y i =4.61cm
截面验算：
624.2/8.150/===x ox x i l λ150][=<λ,6561.4/6.301/===y oy y i l λ
方案（二）
设70=λ，查附表1.20 得，751.0=?，需要的截面特性：
2295.111195)215751.0/(193081/cm mm f N A ==?==?
cm l i ox
x 15.270
8
.150==
=
λ
,cm l i oy y 31.470/6.301===λ
根据需要的A 、x i 、y i ，查型钢表（附表2.3），选用2∟100×80×6不等边角钢，短边相连.截面特性为：A=21.274cm 2, x i =2.40cm, y i =4.61cm
比较两个方案，综合考虑，可知方案二设70=λ时比较合适，所以上弦杆
选用2∟100×80×6，截面图如图5。
短边相连，截面特性为：
图5 上弦截面
（2）上弦杆按压弯构件验算
因为该屋架是无檩，在实际工作中，上弦杆有节间荷载，除计算上弦杆的轴心压力外，还应计算上弦杆的局部弯矩
实际上弦杆受力形式如图6
0.8M
0.6M
d
d
d d
图7 局部弯矩计算简图
q
图6 局部弯矩计算简图
均布荷载等于恒载与活载之和：
)/(232.206)03.2342.1(q m KN =?+= m KN qd M ?=?==69.585.1232.2082
20
m KN M ?==552.4M 8.00端
m KN ?==414.3M 6.0M 0中
对于DF 杆，N=-169.95KN ，M=3.414m KN ?，轴力和弯矩都较大，所以我们对DF 杆按压弯构件进行检算。
截面强度检验：
Mpa f Mpa W M A N cm cm y
I nx x n x
x 2151.14310
17.6205.110414.34.212719308117.6297.1/48.122W 3
6
33=<=???+=+====
γσ
截面强度满足要求。
杆件在弯矩作用平面内稳定性检验：
Mpa
f Mpa N EA N N N W M x
Ex Ex
x x x
mx 2155.149)
1041721
193081
8.01(6217005.110414.30.14
.2127751.0193081
104172162101274.2101.214.3)8
.01(A N
6
2
3
11222n
x =<=-????+
?==????==''-+=
-σλπγβ?σ DF 杆在弯矩作用平面内稳定性满足要求。
杆件在弯矩作用平面外稳定性检验：
Mpa
f Mpa f W M y y
b x
b x
tx 2152.183********.010414.30.14.2127751.0193081881
.0235/0017.01751.0A N
6
1n y =<=??+?==-==+=
σλ???βη?σ ｙ
检验合格。上弦杆按2L140×90×10设置满足压弯构件的受力要求。 3.3 下弦杆（轴心受拉构件）
整榀屋架下弦杆采用等截面。截面按受力最大的部位e-g 节间选用，最大内力为：kN N 793.325=
计算长度：3000ox l mm =，3000oy l mm =（因下弦有纵向支撑和系杆）
截面选择：2
215.151515215/325793/cm mm f N A ====
根据所需截面特性，查附表2.1选用2∠100×80×6不等边角钢，且短肢相连。
图7 下弦杆截面
截面特性为:A=21.274cm 2, x i =2.40cm, y i =4.61cm 截面验算：350][12540.2/300/=<===λλx ox x i l 350][6561.4/300/=<===λλy oy y i l M p a M p a A N 2151.15310
274.21325793
4
<=?==
-σ 故下弦杆满足要求。 3.4 腹杆（轴心受力构件） (1) 端斜杆aB
计算内力：N=-110.467KN 计算长度：cm l l oy ox 5.253==
截面选择：设80=λ，查轴心受力稳定系数表，688.0=φ。
需要的截面特性：2
246.7746)215688.0/(110467/cm mm f N A ==?==?
17.380/5.253===y x i i cm
查型钢表，初选2L100?80?8，长肢相并，见图8。
图8 端斜杆截面
A=27.888cm 2， x i =3.14cm ，y i =3.56cm 。
截面验算：150][8114.3/5.253/=<===λλx ox x i l
7060.3/5.253/===y oy y i l λ 查附表1.20得：681.0=φ
Mpa Mpa A N x 2152.588
.2788681.0110467
<=?==
φσ
故端斜杆aB 符合要求。 (2)腹杆cD
计算内力：N=-68.618KN
计算长度：cm cm l l ox 72.2289.2858.08.0=?==
cm l l oy 9.285==
截面选择：设λ=80，查附表1.20得?=0.688，需要的截面特性
2263.4463)215688.0/(68618/cm mm f N A ==?==?
cm l i ox
x 86.280
72
.228==
=
λ
,cm l i oy y 57.380/9.285===λ
查型钢表（附表2.1），选用2∟110×8等边角钢，截面特性： A=17.238cm 2， x i =3.4cm ，y i =4.89cm
截面验算：150][674.3/72.228/=<===λλx ox x i l 150][5889.4/9.285/=<===λλy oy y i l 查附表1.20得：769.0=x ?
Mpa Mpa A N x 2153.1498
.1723769.068618
<=?==
φσ
图9腹杆CD 截面图
(2) 斜腹杆Bc
计算内力：N=166.390KN
计算长度：cm cm l l ox 04.2093.2618.08.0=?== ,cm l l oy 3.261==
截面选择：需要截面积2
273.7773215/166390/cm mm f N A ====
选取等边角钢2∠63×5，截面特性：A=2?6.142=12.286cm 2 ，x i =1.94cm ，y i =2.89cm
图10斜腹杆Bc 截面
截面验算：150][10894.1/04.209/=<===λλx ox x i l 150][9089.2/3.261/=<===λλy oy y i l 因此所选截面满足要求。 (4) 竖腹杆Gg
计算内力：N=28.510KN
计算长度：cm cm l l ox 1.2602898.09.0=?==,cm l l oy 289==
选用 2∠63?5，并采用十字形截面，见图11。
图11中竖杆Gg
截面验算：
150][11994.1/2.231/=<===λλx ox x i l ， 150][10089.2/289/=<===λλy oy y i l 查表得：442.0=x ?
Mpa Mpa A N x 2155.436
.1228442.0510.28<=?==
φσ 所选截面满足要求。 （5） 其他腹杆
其他腹杆因为内力都较小，考虑不宜采用过多不同规格的角钢，故此处也选用2∠63×5
其余各杆件截面选择结果见表2。
表2 屋架杆件截面选择表杆件计算内力
（kN）截面规格
截面面
积
计算长度（cm）回转半径（cm）长细比
max
λ
容许长
细比[λ]
稳定系
数
min
?
应力
（N/mm2）
名称编号x l0y l0x i y i
上弦杆所有-193.081 100?80?6 21.274 150.8 301.6 1.89 3.35 62 150 0.78 120.8 下弦杆所有325.793 100?80?6 21.274 300 300 2.40 4.61 130 350 0.375 153.1
腹杆Aa -6.039 63?5 12.286 209.04 261.3 1.94 2.89 108 150 0.505 4.91 Ba -110.467 100?80?8 21.888 253.5 253.5 3.14 3.56 81 150 0.681 5.05 Bc 166.390 63?5 12.286 209 261.3 1.72 2.62 121.5 350 0.429 13.54 Cc -12.078 63?5 12.286 183.2 229 1.72 2.62 106.5 150 0.589 0.98 Dc -68.618 63?5 12.286 229.1 286.4 1.72 2.62 133.2 150 0.374 5.58 De 66.148 63?5 12.286 229.1 286.4 1.72 2.62 133.2 350 0.374 5.38 Ee -12.078 63?5 12.286 207.2 259 1.72 2.62 120.5 150 0.509 0.98 Fe -32.176 63?5 12.286 249.9 312.4 1.72 2.62 114.6 150 0.467 2.61 Fg -35.397 63?5 12.286 249.9 312.4 1.72 2.62 114.6 150 0.467 2.88 Gg 28.51 63?5 12.286 0l=260.1 i=2.45 151.2 200 0.304 2.32
18
四、节点设计
重点设计支座节点“a ”、上弦节点“B ”、下弦节点“c ”、屋脊节点“G ”、下弦中央节点“g ”五个典型节点（图9），其余节点设计类同。用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值 2/160mm N f w f =，各杆件内力由表2查得，最小焊缝长度不应小于f h 8。
图12：杆件内力（kN ）
1、下弦节点“c ”（图13）
先计算腹杆焊缝长度，然后定出节点板的形状和尺寸，最后计算下弦杆与节点板之间的连接焊缝。 （1）Bc 杆焊缝计算：
N=166.390N ，Bc 杆的截面形式为2∠63?5
mm
t h mm t h f f 52.485.15.112=≤==≥
取h f =5mm 。
采用三面围焊。所需端焊缝长度为：mm l w 633= 肢背，肢尖所承受力分别为：
KN N N K N 47.732
1
.86390.1667.02311=-?=-
=
KN N N K N 971.62
1
.86390.1663.02322=-?=-
=
肢背：mm f h N l w
f
f w 5416057.0273470
7.0211=???=??=
取mm l w 1401= 肢尖：mm f h N l w f f w 14.5160
57.0269177.0222=???=??=
，取mm l w 402=。
（2）Dc 杆焊缝计算：
N=108.937kN ，Dc 杆的截面形式为2∠63?5
同样采用三面围焊，所需端焊缝长度为：mm l w 633=，取h f =5mm 。所需焊缝长度为：肢背：mm f h N l w
f
f w 08.6816057.02108937
7.07.027.01=????=??=
，取mm l w 1501=。
肢尖：mm f h N l w
f
f w 1.2916057.02108937
3.07.023.02=????=??=
，取mm l w 702=。 （3）Cc 杆焊缝计算：
N = 12.078kN ，Cc 杆的截面形式为2∠63?5。
因力较小，采用两侧焊缝，取h f =5mm 。所需焊缝长度为：
肢背：
mm f h N l w
f
f w 8.1016057.0212078
7.07.027.01=????=??=，按构造要求，取150w l mm = 肢尖：
mm f h N l w f f w 3.5160
57.02120783.07.023.02=????=??=，按构造要求，取250w l mm =。
（4）下弦杆焊缝验算：
下弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻下弦杆内力差
△N=465.920-203.057＝262.863kN 。下弦杆的截面形式为2∠100?80?6取
5f h mm =。
课程设计说明书题目：钢结构梯形钢屋架设计 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
一、设计资料 (3) 二、结构形式与布置 (3) 三、荷载计算 (5) 四、内力计算 (6) 五、杆件设计 (8) 六、节点设计 (15) 梯形钢屋架课程设计计算书 一、设计资料 1、厂房的跨度分别取18m、21m、24m，长度为60m，柱距6m。车间内设有两台30/5t中级工作制吊车。梯形屋架，屋架端高分别为1.6m、1.7m、1.8m、1.9m、2.0m，
屋面坡度分别为i=1/9，1/10、1/11、1/12，屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm ，混凝土标号为C25；计算温度最低－20℃。采用1.5×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。屋面做法：三毡四油绿豆砂防水层，20厚1：3水泥砂浆找平层，80厚泡沫混凝土保温层。屋面活荷载标准值0.52/kN m ，雪荷载标准值0.52/kN m ，积灰荷载标准值0.52/kN m 。由于屋面坡度小、重型屋面，不考虑风荷载。 2、屋架计算跨度 01820.1517.7l m m m =-?= 3、跨中及端部高度：本题设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，屋面坡度为 i=1/10，屋架在18m 轴线处的端部高度' 0 1.800h m =，屋架的中间高度h=2.800m ，则屋 架在17.7m 处，两端的高度为m h 817.10=。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图1所示。 根据厂房长度60m 、跨度及荷载情况，设置了两道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。 图1 梯形钢屋架形式和几何尺寸
长沙理工大学继续教育学院梯形钢屋架课程设计 年级： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：
时间：2017 年月日
目录 课程设计任务书 (1) 一、设计资料： (2) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 三、支撑布置 (4) 四、荷载与内力计算 (5) 五、杆件截面设计 (9) 六、节点设计 (17) 七、填板设计 (35)
长沙理工大学继续教育学院课程设计任务书
一、设计资料： 1、某车间跨度为18m,厂房总长度90m，柱距6m。 2、采用1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为450mm×450mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心f＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板抗压强度设计值 c 铰连接。 4、钢材用Q235，焊条用E43 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。
图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L 30m 24m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f L / 500 60mm 。 屋架计算跨度l0L 2 0.15 30 2 0.15 29.7m 。跨中高度H 0=h0+i l0 /2=3585mm。 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示（其中虚线为原屋架，实线为起拱后屋架）。 图2
钢结构课程设计 学生姓名：李兴锋 学号：20094023227 所在学院：工程学院 专业班级：09级土木(2)班 指导教师：
目录 1、设计资料 (3) 2、屋架形式和几何尺寸 (5) 3、节点荷载设计 (5) 4、屋架荷载 (6) 5、杆件截面选择 (6) 6、屋架杆件计算总表 (13) 7、焊缝计算 (14) 8、杆件应力计算 (16) 9、节点设计 (19) 10、课程设计小结 (25) 11、设计手写稿 (27) 12、施工图 (28)
T型钢架课程设计任务书 一、设计资料 某车间（或厂房）跨度L，长度96m，柱距6m，屋盖采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板，檩条间距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，当地基本风压为0.55kN/m2，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30，柱截面400mm×400mm。其他设计资料如下： A．跨度 B．永久荷载 注：表中给出的永久荷载尚未包含屋架和支撑自重。C．雪荷载 D．积灰荷载 二、题目分配
注：土木07-1班执行D1组合；土木07-2班执行D2组合；土木07专升本执行D3组合。 各班学生在题目分配表中找到自己学号所对应的设计资料并结合各自班级的D组合进行设计。 三、设计要求 计算书：内容应详尽，主要内容应包括：设计任务书，材料选择，屋架形式、几何尺寸，支撑布置，荷载汇集，杆件内力计算及组合，杆件截面选择，典型节点设计（屋脊、跨中拼接节点，上下弦节点）等。 图纸：应符合制图规范及要求，表达应完整；绘制要求：主要图面应绘制正面图、上下弦平面图，必要的侧面图、剖面图，以及某些安装节点或特殊零件的
钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室
钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用
E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。 2．荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。
24m钢结构开始设计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L ＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）
上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置 4、屋架节点荷载
屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9，则节点荷载设计 值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.2，屋面活荷载γ Q1 ＝ 1.4，屋面集灰荷载γ Q2＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.2×2.584）×1.5×6＝27.9072kN 半垮节点可变荷载 F2＝（1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝17.892kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G ＝1.35，屋面活荷载γ Q1 ＝1.4、ψ 1＝0.7，屋面集灰荷载γ Q2 ＝1.4，ψ 2 ＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.35×2.55）×1.5×6＝31.347 kN 半垮节点可变荷载
《钢结构设计》课程设计 姓名 学号 专业 指导老师
《钢结构》课程设计任务书
一、设计资料： 1、某工业厂房跨度为21m,厂房总长度72m，柱距6m。 2、采用1.5m×6.0m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢 C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.0m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 4、钢材用Q345-B，焊条用E50 系列型。 5、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示。 图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸 屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架； 屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。 由于梯形屋架跨度L = 21m ，为避免影响使用和外观，制造时应起拱 f = L / 500 = 42mm 。 屋架计算跨度l0= L - 2 ? 0.15 = 21 - 2 ? 0.15 = 20.7m 。 =h0+i? l0/2=2935mm。 跨中高度H 为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示屋架。 图2
三、支撑布置 1、上弦横向水平支撑 上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间，且间距不宜超过60m。本车间长度为72m, 因此需要布置三道横向水平支撑，如图4所示。 图 4 2、下弦横向和纵向水平支撑 屋架跨设置下弦横向和纵向水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，如图5所示 图5 3、垂直支撑
梯形钢屋架设计（21m 跨） 一、设计资料 某地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为21 m ，柱距6 m ,厂房长度为144 m ，厂房高度为15.7 m 。车间内设有两台150/520 kN 中级工作制吊车，计算温度高于 -20 ℃。采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m 2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m 2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m 2， 1.5 m ×6.0 m 预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m 2。屋面积灰荷载0.35 kN/m 2，屋面活荷载0.35 kN/m 2，雪荷载为0.45 kN/m 2，风荷载为0.5 kN/m 2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400 mm ×400 mm ，砼标号为C20。 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 1、钢材及焊条选择 根据建造地区（北京）的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B 。焊条采用E43型，手工焊。 2、屋架形式及尺寸 本设计采用无檩屋盖，i ＝1/10，采用梯形屋架。 屋架跨度为L =21000 mm 屋架计算跨度为0L ＝L -300＝20700 mm ， 端部高度取0H ＝2000 mm ，（1/16 ～ 1/12）L ，（通常取为2.0 ～2.5 m ） 中部高度取H ＝0H +0.5i L ＝2000 + 0.1×21000/2＝3050 mm ， 屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42 mm （f = L /500考虑）。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5 m 的屋面板，采用上弦节间长度为3.0 m 。
钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架 指导教师： 班级： 学生姓名： 学号： 设计时间：2011年6月7号 浙江理工大学科技与艺术学院建筑系
梯形钢屋架课程设计计算书 一.设计资料： 1、车间柱网布置：长度60m ；柱距6m ；跨度24m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.384KN/m 2；檩条0.2KN/m 2；屋面防水层 0.1KN/m 2； 保温层0.4vKN/m 2；大型屋面板自重（包括灌缝）0.85KN/m 2；悬挂管道0.05 KN/m 2。 2）活载：屋面雪荷载0.35KN/m 2；施工活荷载标准值为0.7 KN/m 2；积灰荷 载1.2 KN/m 2。 5、材质Q235B 钢，焊条E43系列，手工焊。 二 .结构形式与选型 1.屋架形式及几何尺寸如图所示 : 拱50 根据厂房长度为60m 、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于 跨度为24m 故不设下弦支撑。
2.梯形钢屋架支撑布置如图所示： 3.荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。 荷载计算表
荷载组合方法： 1、全跨永久荷载1F＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F＋半跨屋面板自重4F＋半跨屋面活荷载2F 4．内力计算 计算简图如下
屋架构件内力组合表 4．内力计算 1.上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－895.731KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－520.651KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm
24m 钢结构开 始 设 计 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m ，总长90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为18m 。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用×6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为北京市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm 厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ； 端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 1拱50
图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 上弦平面支撑布置 屋架和下弦平面支撑布置
垂直支撑布置 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面 集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+×+××）××6＝ ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1 ＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为 F＝（×+××+××）××60＝kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面
黄冈市黄梅戏大剧院 结构计算说明书 北京航空航天大学交通科学与工程学院 组名：六合 指导教师：高政国 组长：王恒 组员：王豪、王鑫、王庆、许豪文、林敬辉 2011年5月
一、设计资料： 舞台主跨总长18ｍ，跨度30m，柱距6m，屋面采用1500*6000*30mm轻型金属夹心板，结构形式为钢筋混凝土柱，柱截面800*800mm。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1:10；L 为屋架跨度。屋架下弦标高为29ｍ。屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附表图所示。屋架采用Q345钢，焊条为E50型。 3屋盖结构及荷载 （1）轻型金属夹心板：采用1500*6000*30mm屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷载：①屋架及支撑自重：有公式q=0.12+0.11L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 S=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不 同时考虑。 ③屋面构造层的荷载标准值： 2000*2000*30mm 轻型金属夹心板 0.102KN/m2 二、屋架结构形式与选型（如图）
三、荷载及内力计算 1.永久荷载标准值 金属夹心屋面板 0.102KN/m2 屋架及支撑自重 0.12+0.011×30=0.45KN/m2 总计 0.552KN/m2 可变荷载标准值 屋面活荷载 0.7 KN/m2 积灰荷载 1.2 KN/m2 总计 1.9KN/m2 2.荷载组合 按可变荷载效应控制的组合： F d=(1.2×0.552+1.4×0.7+1.4×0.9×1.2) ×1.5×6=28.3896KN 按永久荷载效应控制的组合： F d=(1.35×0.552+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×1.2)×1.5× 6=26.4888KN 故节点荷载取28.3896KN 4截面选择 （1）上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算： N max=-994.2KN，l ox=150.8cm，l oy=300.0cm （l1去两块屋面板宽度）选用2∟110×10，A=42.52cm2，i x=3.38cm i y=5.00cm
普通钢屋架设计 --------焊接梯形钢屋架设计 －、设计资料 1、某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。 2、厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm， 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。 3、车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。 4、荷载标准值（按水平投影面计）： （1）永久荷载：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层0.4 KN/ m 水泥砂浆找平层0.4 KN/ m2 保温层0.5 KN/ m2 一毡二油隔气层0.05 KN/ m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2 屋架及支撑自重0.384KN/m2 （2）可变荷载：屋面活荷载标准值0.7KN/ m2 荷载标准值 0.35 K N/ m2 积灰荷载标准值 1.3KN/ m2 5．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示 由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。 6、钢材Q235钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C级螺栓可供用。
7、钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大的运输长度16m， 运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。 二、设计内容 一）、屋盖的支撑系统布置 （1）屋架上弦支撑系统的具体布置 对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。上弦支撑具体布置图如下 （2）下弦平面支撑系统布置 同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。其具体支撑布置如下：
梯形钢屋架课程设计 指导教师：宋拓 班级：土木81403 学生姓名：朱克林 学号：140008346 设计时间：2017年1月
1 设计资料 某厂房总长度72m ，跨度21m ，纵向柱距6m 。 钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C25，屋面坡度i=L/12，L 为屋架跨度。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m 。 2 结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示。 1990 1 3502290 2590 2890 3040 2613 2864 3124 2530 2864 3124 33901507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A a c e g h B C D F G H 150 07=10500× 21米跨屋架几何尺寸
A a +4 .1000 .000-7.472-11 .262- 12.18-12.18 - 7.68 4 -4.4 09 -1.5 72 +0.7 13 +5 .808 +2.7 92 +0. 328-1.0 -1.0 -1.0 -0.5+9 .744+1 1.962+11 .768c e g h B C D E F G H 0.5 1. 01.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 A a c e g g 'e 'c ' +3.0100 .000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.0-5.641 -2.63 3 -0.0 47 +1 .913 +1.367 +1.57 +1.848+3.960 +1.222 -1.039 -1.200 -1.525-1.776 -2.043 -1.0-1.0-1.00.000.000.00 -0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.0 90B C D E F G H G 'F 'E 'D 'C 'B '0. 51.01.01.01.01.01.01.0 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 屋架支撑布置如图所示。
－、设计资料 1、某工厂车间，采用梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为102m，柱距6m。采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平层及防水层自重标准值为1.3kN/m2。屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值为0.6kN/m2，轴线处屋架端高为1.90m，屋面坡度为i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm×400mm，混凝土标号为C25。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。 2、屋架计算跨度： Lo=27m－2×0.15m=26.7m 3、跨中及端部高度： 端部高度：h′=1900mm（端部轴线处），h=1915mm（端部计算处）。 屋架中间高度h=3025mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图一所示: 2、荷载组合 设计桁架时，应考虑以下三种组合： ①全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) ：全跨节点荷 载设计值：F=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6 =49.122kN 图三桁架计算简图 本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的力系数，见表一。
1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计力IJ 、JK 计算，根据表得： N= -1139.63KN ，屋架平面计算长度为节间轴线长度，即：ox l =1355mm,本屋架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布置和力变化情况，取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离，即： oy l =3ox l =4065mm 。根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个 不等肢角钢，且短肢相并，如图四所示：
目录 1、设计资料 0 1.1结构形式 (1) 1.2屋架形式及选材 (1) 1.3荷载标准值（水平投影面计） (1) 2、支撑布置 (2) 2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2) 2.2桁架支撑布置如图 (2) 3、荷载计算 (4) 4、内力计算 (5) 5、杆件设计 (8) 5.1上弦杆 (8) 5.2下弦杆 (9) 5.3端斜杆A B (9) 5.4腹杆 (11) 5.5竖杆 (16) 5.6其余各杆件的截面 (16) 6、节点设计 (20) 6.1下弦节点“C” (20) 6.2上弦节点“B” (21) 6.3屋脊节点“H” (22) 6.4支座节点“A” (23) 6.5下弦中央节点“H” (23) 参考文献 (27) 图纸 (27) 月中落桂子
1、设计资料 1.1、结构形式 某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C25，屋面坡度为10 = i。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7 :1 度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 1.2、屋架形式及选材 屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用235钢，焊条为E43型。 1.3、荷载标准值（水平投影面计） ①永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2 保温层 0.7 KN/m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/m2 水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.40 KN/m2 屋架及支撑自重(按经验公式L .0+ =计算) 0.384 KN/m2 .0 q011 12 ②可变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.8 KN/m2 雪荷载标准值： 0.5 KN/m2 积灰荷载标准值： 0.7 KN/m2
一丶设计资料 厂房总长60ｍ，跨度为24m，屋架间距b=6m，端部高度H=1990mm，中部高度H=3190mm 1、结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C20，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。地区计算温度高于—20℃，无需抗震设防。 2、屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附表图所示。屋架采用的钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊 3、屋盖结构及荷载 采用无檩体系。 用1.5×6.0预应力混凝土屋板。 荷载：①屋架及支撑自重：q=0.384KN/m2 ②屋面活荷载：活荷载标准值为0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.7 KN/m2，活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值 ③屋面个构造层的恒荷载标准值： 水泥砂浆找平层0.4KN/m2 保温层 0.4KN/m2 预应力混凝土屋面板 1.6KN/m2 永久荷载总和=2.784KN/㎡，活荷载总和=0.7 KN/㎡ 4、荷载组合。一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。 节点荷载设计值： 按可变荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.2；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.2×2.7844+0.7×1.4）×1.5×6=37.2 KN 按永久荷载效应控制的组合计算（永久荷载：荷载分项系数γg=1.35；屋面活荷载活雪荷载：γq=1.4，组合值系数φ=0.7） F=（1.35×2.784+0.7×1.4×0.7）×1.5×6=38.2KN 故取节点荷载设计值为F=38.2 KN，支座反力R=8F=305.6 KN 二丶屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度i=1/10； ＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L 3190mm，下端起拱50mm。 屋架几何尺寸如图1所示：
梯形钢屋架课程设计 计 算 书
目录 一、设计资料 (3) 二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3) 1、屋架几何尺寸 (3) 2、檩条布置 (4) 三、支撑布置 (5) 1、上弦横向水平支撑 (5) 2、下弦横向和纵向水平支撑...................................................................................... (5) 3、垂直支撑 (5) 4、系杆 (5) 四、荷载与内力计算 (6) 1、荷载计算 (6) 2、荷载组合 (6) 3、内力计算 (7) 五、杆件截面设计 (7) 1、节点板厚度 (7) 2、杆件计算长度系数及截面形式 (9) 3、上弦杆 (9) 4、下弦杆 (9) 5、再分式腹杆Ig-gf (10) 6、竖腹杆Ie (10) 六、节点设计 (13) 1、下弦节点“b” (13) 2．上弦节点“C” (16) 3．有工地拼接的下弦节点“f” (18) 4．屋脊节点“K” (19) 5．支座节点“a” (16) 七、填板设计 (21)
一、设计资料: 1. 车间平面尺寸为144m×30m，柱距9m，跨度为30m，柱网采用封闭结合。车间内有两台 15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边 Z形钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。 上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c＝ 14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示 图 1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式 Ho=1650mm 6. 该车间建于深圳近郊。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载0.50 kN/m2 (2) 基本雪压s00 kN/m 2 (3) 基本风压w00.75 kN/m2 (4) 复合屋面板自重0.15 kN/m2 (5) 檩条自重0.084kN/m (6) 屋架及支撑自重0.12+0. 011L kN/m2 8. 运输单元最大尺寸长度为15m，高度为4.0m。
课程设计任务书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业：土木工程2010级 指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。 注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2（6.0m） 0.40kN/m2（7.5m） 三、设计内容及要求 要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 （1）进行屋盖结构布置并选取计算简图； （2）屋架内力计算及内力组合； （3）屋架杆件设计； （4）屋架节点设计； （5）屋架施工图。 2. 设计要求 （1）整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 （2）绘制施工图 ○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图； ○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。
表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 （1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社 （2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社 （3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012 （4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社 （5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院 （6）钢结构设计规范，GB 50017-2003 （7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社
梯形钢屋架课程设计计算书 1．设计资料： 1、车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m 2、屋面坡度：1：10 3、屋面材料：预应力大型屋面板 4、荷载 1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m2;屋面防水层0.4KN/m2；找平层0.4KN/m2;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m2。 2）活载：屋面雪荷载0.3KN/m2；屋面检修荷载0.5KN/m2 5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。 2 . 结构形式与选型 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m故不设下弦支撑。 梯形钢屋架支撑布置如图所示：
3 . 荷载计算 屋面活荷载0.7KN/m2进行计算。荷载计算表
1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F 2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F 3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F 4. 内力计算 计算简图如下 (c) (b) (a) 2 F /22 3//3F 22/F 4 2F /F 1/2/22 1// 2 2/4
5. 杆件设计 1、 上弦杆 整个上弦采用等截面，按FG 杆件的最大设计内力设计，即N=－210.32KN 上弦杆计算长度： 在屋架平面内：0x 0l l 1.508m ==，0y l 2 1.508 3.016m ==× 上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。 腹杆最大内力N=－115.16 KN ，中间节点板厚度选用6mm ，支座节点板厚度选用8mm 设λ＝60，υ＝0.807，截面积为3 2N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215 =××＝＝υ
高等教育自学考试 钢结构课程设计 号：130213100072 : 桀铭
1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，屋架间距6m， 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为市 5）采用梯形钢屋架 考虑静载：①1.5m*6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2）、②二毡三油加绿豆沙、③20mm厚水泥砂浆找平层（0.4KN/m）④支撑重量考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345B级钢，焊条为E43型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示：
拱50 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 上弦平面支撑布置
屋架和下弦平面支撑布置 垂直支撑布置 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：
计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.2，屋面活荷载γQ1＝ 1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN ②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 ①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γ G＝1.2，屋面活荷载γQ1＝ 1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9
2（按附表取） 2 、题目 某厂房总长度90m 跨度为18m 屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距 6m> 1. 结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为 C30,屋 面坡度i=L/10 ； L 为屋架跨度。地区计算温度高于-20°C,无侵蚀性介质，屋 架下弦标高为18m 2. 屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载 P=1.0作用 下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为： Q345钢，焊条为 E50 型。 3. 屋盖结构及荷载 （1）无檩体系：采用1.5 x 6.0m 预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷 载：①屋架及支撑自重：按经验公式 q=0.12+0.011L , L 为屋架 跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以kN/m 为单 位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为 0.7kN/m 2，雪荷载的 基本雪压标准值为S=0.35kN/m 2，施工活荷载与雪荷 载不同 时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m 2 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水 层 0.45kN/m 水泥砂浆找平层 0.7kN/m 保温层 0.4 kN/m 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m
150 C € 1 >0l^e = 9iW(} 1,0 10 i.o i ?° TB + 7.962 + 9.279 ￡102 + 9.279 (a) 18 米跨屋架 ace 二、设计内容 1. 屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直(b)18 米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值 可 匚 e g e (c) 18 米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 J z5n7 5 .1507^ 1507』历07』”°?】g C s E 5 T 3,470 g 1 弐一 o7oo o